专利名称：一种救生舱电池管理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备监控领域，尤其是涉及一种救生舱电池管理装置，应用于煤矿井下救生舱用锂电池保护。
背景技术：
救生舱的动力供应装置一般分为两部分矿山电源和不间断电源UPS。救生舱在正常情况下接入矿山用电源，经变压器转换设备调整电压电流适应舱内的设备规格。在发生矿难时，井下救生舱中的空调、照明、电子设备控制等都要依靠电池电力来维持。能否为救生舱耗电设备提供电力，维持其长时间稳定的运行，对延长救生时间有着极大的影响。目前对井下救生舱用的电池还没有一套完整的保护方案，无法对电池各种运行的状态进行实时监测，也无法对电池故障状态进行快速的报警，并给出相应的开关量输出。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种救生舱电池管理装置， 结构简单，使用方便，可直观的对救生舱电池的各种运行状态进行实时监测，对电池故障进行报警。本发明通过以下技术方案实现
一种救生舱电池管理装置，包括第一电压采集�？�、第二电压采集�？�、电流采集�？�、控制�？�、电流传感器、第一电池、第二电池、第三电池、第四电池、第五电池、第六电池、 第七电池、第八电池、隔离�？�、本安型触摸屏、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，第一电池、第二电池、第三电池、第四电池、第五电池、第六电池、第七电池、第八电池和电流传感器通过线缆依次串行连接，第一电池、第二电池、第三电池、第四电池的正极分别与第一电压采集�？榱樱谖宓绯�、第六电池、第七电池、第八电池的正极分别与第二电压采集�？榱樱缌鞔衅鞯氖涑龆擞氲缌鞑杉？榱樱谝晃露却衅�、第二温度传感器和第三温度传感器分别与第一电压采集模块、第二电压采集模块和电流采集�？榱樱刂颇？椤⒌谝坏缪共杉？�、第二电压采集�？�、电流采集�？橐来谓型ㄑ读樱刂颇？橥ü衾肽？橛氡景残痛ッ亮�。如上所述的第一电压采集模块包括用于采集第一电池、第二电池、第三电池和第四电池电压的第一电压采集单元，与控制�？橥ㄑ兜牡谝煌ㄑ兜ピ氲诙缪共裳？橥ㄑ兜牡诙ㄑ兜ピ陀氲谝晃露却衅髁拥牡谝晃露炔杉ピ谝煌ㄑ兜ピ偷诙ㄑ兜ピ诨蛘逤AN总线。如上所述的第二电压采集�？榘ㄓ糜诓杉谖宓绯亍⒌诹绯�、第七电池和第八电池电压的第二电压采集单元，与第一电压采集�？橥ㄑ兜牡谌ㄑ兜ピ氲缌鞑杉？橥ㄑ兜牡谒耐ㄑ兜ピ陀氲诙露却衅髁拥牡诙露炔杉ピ谌ㄑ兜ピ偷谒耐ㄑ兜ピ诨蛘逤AN总线。如上所述的控制模块包括与第一电压采集�？橥ㄑ兜牡诹ㄑ兜ピ敫衾肽？榱拥腃AN总线接口，用于电源输入的电源接口，用于对外输出故障开关量信号的输出单元，第六通讯单元为串口或者CAN总线。如上所述的电流采集�？榘ㄓ氲缌鞔衅髁忧矣糜诓杉缌餍藕诺牡缌鞑杉ピ氲诙缪共杉？橥ㄑ兜牡谖逋ㄑ兜ピ氲谌露却衅髁拥牡谌露炔杉ピ谖逋ㄑ兜ピ诨蛘逤AN总线。本发明与现有技术相比，具有以下优点1、结构简单，使用方便；2、可实现救生舱电池运行状态的实时监测显示；3、可对电池故障状态进行快速的报警，并输出故障开关量信号；4、本安型触摸屏与强电部分通过隔离�？楦衾耄Ｖげ僮魅嗽卑踩�。
图1是一种救生舱电源管理装置的原理示意图。图中，1-第一电压采集�？椋�2-第二电压采集�？椋�3-电流采集�？椋�4-控制�？椋�5-电流传感器，6-第一电池，7-第二电池，8-第三电池，9-第四电池，10-第五电池， 11-第六电池，12-第七电池，13-第八电池，14-隔离�？椋�15-本安型触摸屏，101-第一电压采集单元，102-第一通讯单元，103-第二通讯单元，104-第一温度采集单元，105-第一温度传感器，201-第二电压采集单元，202-第三通讯单元，203-第四通讯单元，204-第二温度采集单元，205-第二温度传感器，301-电流采集单元，302-第五通讯单元，303-第三温度采集单元，304-第三温度传感器，401-第六通讯单元，402-电源接口，403-CAN总线接口， 404-输出单元。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例
如图1所示，第一电压采集�？�1中的第一电压采集单元101与第一电池6，第二电池 7，第三电池8和第四电池9的正极连接，用于测量上述四个电池的电压，同时第一温度传感器105将温度转换成相应的模拟信号输入到第一电压采集�？�1中的第一温度采集单元 104，第一电压采集模块1中的第一通讯单元102与控制�？�4中的第六通讯单元401连接， 用于将采集到的电压和温度数据传递到控制�？�4。第二电压采集�？�2中的第二电压采集单元201与第五电池10，第六电池11，第七电池12和第八电池13的正极连接，用于测量上述四个电池的电压，同时第二温度传感器 205将温度转换成相应的模拟信号输入到第二电压采集�？�2中的第二温度采集单元204。 第二电压采集模块2中的第三通讯单元202与第一电压采集�？�1中的第二通讯单元103 连接，将采集到的电压和温度数据传递到第一电压采集�？�1，并通过第一电压采集�？�1 传递到控制�？�4中。电流采集�？�3的电流采集单元301与电流传感器5连接，用于采集电流传感器5 输出的模拟信号，同时第三温度传感器304将温度转换成相应的模拟信号输入到电流采集�？�3中的第三温度采集单元303，电流采集模块3中的第五通讯单元302与第二电压采集模块2中的第四通讯单元203连接，将采集到的电压和温度数据传递到第二电压采集�？� 2，并通过第二电压采集�？�2传递到第一电压采集�？�1，最后传递到控制�？�4中。
控制�？�4将第一电压采集�？�1、第二电压采集�？�2和电流采集�？�3输入的数据进行处理，控制�？�4中的CAN总线接口 403与隔离�？�14连接，隔离�？�14与本安型触摸屏15连接。控制模块4与本安型触摸屏15之间通过隔离�？�14进行了可靠的隔离，将本安型触摸屏15与强电部分进行了隔离，不会对操作人员人身产生威胁。本安型触摸屏15可实时显示电压、电流、温度、SOC等数据。电池的每节单体电压为3. 2V,要达到救生舱所需电压24V，就必须要八节电池串接。在电池充放电时，本发明可实时在线检测电池组中所有单体电池电压、电池组总电压、 电池组充放电电流、温度，并且通过采集到的电池电压，电流，温度数据通过输出单元404 输出的信号对电池进行自动充电、均衡充电、均衡放电等电源管理和过充、过放等安全保护功能，大大减小了井下安全事故的发生。当本发明监测的电池的最高电压大于设定的充电截至电压3. 6V时，第一电压采集�？�1或第二电压采集�？�2将故障代码传递到控制�？�4，控制�？�4通过输出单元 404进行控制输出；锂电池的最低�？榈ヌ宓缪剐∮谏瓒ǖ姆诺绲缃刂恋缪�2. 5V时，第一电压采集�？�1或第二电压采集模块2将故障代码传递到控制�？�4，控制�？�4通过输出单元404进行控制输出；该锂电池的充电电流大于设定充电电流5A时，电流采集�？�3将故障代码传递到控制�？�4，控制�？�4通过输出单元404进行控制输出；锂电池的放电电流大于设定放电电流6A时，电流采集�？�3将将故障代码传递到控制模块4，控制模块4通过输出单元404进行控制输出；温度传感器可以根据实际的需要安放在电池附近进行温度监测。当电池的最高温度大于设定的温度保护上限时，第一电压采集�？�1或第二电压采集�？�2或电流采集单元301将故障代码传递到控制�？�4，控制�？�4通过输出单元404 进行输出，并连续报警1秒，当最高温度回落到设定的保护温度的范围内时，解除报警。上述电池型号为SE60AH。电流传感器型号为CHB-25NP，输入输出信号范围为士 12A。第一电压采集器单元，第二电压采集器单元为MAX4508. 第一温度采集单元，第二温度采集单元，第三温度采集单元为5022。电流采集单元为CHB-25NP。第一温度传感器，第二温度传感器，第三温度传感器的型号为DS18B20，输入输出信号范围-55° C—士 125° C。本安型触摸屏的型号为XSH-5。隔离�？�14的型号为IS01050。第一通讯单元102，第二通讯单元103，第三通讯单元202，第四通讯单元203，第五通讯单元302，第六通讯单元401可以是串口或者CAN总线。
权利要求
1.一种救生舱电池管理装置，其特征在于包括第一电压采集�？�(1)、第二电压采集�？�(2)、电流采集模块(3)、控制�？�(4)、电流传感器(5)、第一电池(6)、第二电池 (7)、第三电池(8)、第四电池(9)、第五电池(10)、第六电池(11)、第七电池(12)、第八电池(13)、隔离�？�(14)、本安型触摸屏(15)、第一温度传感器(105)、第二温度传感器(205)和第三温度传感器(304)，第一电池(6)、第二电池(7)、第三电池(8)、第四电池(9)、第五电池 (10)、第六电池(11)、第七电池(12)、第八电池(13)和电流传感器(5)通过线缆依次串行连接，第一电池(6)、第二电池(7)、第三电池(8)、第四电池(9)的正极分别与第一电压采集�？�(1)连接，第五电池(10)、第六电池(11)、第七电池(12)、第八电池(13)的正极分别与第二电压采集�？�(2)连接，电流传感器(5)的输出端与电流采集�？�(3)连接，第一温度传感器(105)、第二温度传感器(205)和第三温度传感器(304)分别与第一电压采集�？�(1)、 第二电压采集�？�(2)和电流采集�？�(3)连接，控制�？�(4)、第一电压采集�？�(1)、 第二电压采集模块(2)、电流采集�？�(3)依次进行通讯连接，控制�？�(4)通过隔离�？�(14)与本安型触摸屏(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种救生舱电池管理装置，其特征在于所述的第一电压采集�？�(1)包括用于采集第一电池(6)、第二电池(7)、第三电池(8)和第四电池(9)电压的第一电压采集单元(101)，与控制模块(4)通讯的第一通讯单元(102)，与第二电压采样模块(2)通讯的第二通讯单元(103)和与第一温度传感器(105)连接的第一温度采集单元 (104)，第一通讯单元(102)和第二通讯单元(103)为串口或者CAN总线。
3.根据权利要求1所述的一种救生舱电池管理装置，其特征在于所述的第二电压采集�？�(2)包括用于采集第五电池(10)、第六电池(11)、第七电池(12)和第八电池(13)电压的第二电压采集单元(201)，与第一电压采集�？�(1)通讯的第三通讯单元(202)，与电流采集模块(3)通讯的第四通讯单元(203)和与第二温度传感器(205)连接的第二温度采集单元(204)，第三通讯单元(202)和第四通讯单元(203)为串口或者CAN总线。
4.根据权利要求1所述的一种救生舱电池管理装置，其特征在于所述的控制�？�(4) 包括与第一电压采集�？�(1)通讯的第六通讯单元(401)，与隔离�？�(14)连接的CAN总线接口(403)，用于电源输入的电源接口(402)，用于对外输出故障开关量信号的输出单元 (404),第六通讯单元(401)为串口或者CAN总线。
5.根据权利要求1所述的一种救生舱电池管理装置，其特征在于所述的电流采集�？�(3 )包括与电流传感器(5 )连接且用于采集电流信号的电流采集单元(301)，与第二电压采集�？�(2 )通讯的第五通讯单元(302 )，与第三温度传感器(304 )连接的第三温度采集单元(303)，第五通讯单元(302)为串口或者CAN总线。
全文摘要
本发明公开了一种救生舱电池管理装置，被测电池正极分别与第一电压采集�？楹偷诙缪共杉？榱樱缌鞔衅鞯氖涑鲇氲缌鞑杉？榱樱谝晃露却衅�、第二温度传感器和第三温度传感器分别与第一电压采集�？�、第二电压采集�？楹偷缌鞑杉？榱樱刂颇？�、第一电压采集模块、第二电压采集�？�、电流采集�？橐来谓型ㄑ读樱刂颇？橥ü衾肽？橛氡景残痛ッ亮�。本发明可实现救生舱电池运行状态的实时监测显示；可对电池故障状态进行快速的报警，并输出故障开关量信号；本安型触摸屏与强电部分通过隔离�？楦衾耄Ｖげ僮魅嗽卑踩�。
文档编号G01R31/36GK102346238SQ20111022216
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者吴文, 周斌涛, 张向前, 王善海, 黄双虎 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所, 河南省济源市矿用电器有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
